Le récepteur KIT dans le séminome du testicule

23 mars 2005

Mots clés : Récepteur KIT, séminome testiculaire, imatinib mesylate.
Auteurs : PAULE B.
Référence : Prog Urol, 2005, 15, 96-99
L'expression du récepteur KIT est observée dans la majorité des séminomes. L'activation de la tyrosine kinase de KIT due à des mutations somatiques a été mise en évidence. Les mutations du gène c-kit dans les séminomes du testicule sont localisées dans l'exon 17. Les inhibiteurs de l'activité tyrosine kinase de KIT peuvent avoir un rôle dans leur traitement, en particulier dans les séminomes avec une mutation c-kit sensible à imatinib mesylate. Un essai clinique prévoit d'examiner l'efficacité d'imatinib mesylate dans le traitement des séminomes métastatiques réfractaires à la chimiothérapie. Les inhibiteurs de la tyrosine kinase peuvent aussi être testés chez des patients avec une atteinte ganglionnaire rétropéritonéale peu importante avant radiothérapie. S'ils sont actifs, de futurs essais thérapeutiques pourraient inclure l'utilisation de ces inhibiteurs comme traitement adjuvant pour les patients avec un séminome stade I dans le but de diminuer le risque potentiel de seconde tumeur.



Le récepteur KIT est exprimé dans les sarcomes à cellules stromales digestifs (GIST), la leucémie myéloide chronique (LMC) et dans d'autres cancers comprenant le neuroblastome, la mastocytose, le mélanome, le cancer du poumon à petite cellule, le cancer du sein et de l'ovaire, les tumeurs germinales du testicule .Dans les GIST, les mutations du protooncogène c-kit et l'activation constitutive de la tyrosine kinase du récepteur KIT a rendu possible un traitement efficace par imatinib mesylate (Glivec) un inhibiteur de la tyrosine kinase activée. Dans le séminome et la composante séminomateuse des tumeurs mixtes du testicule, la découverte de mutations du gène c-kit et l'expression du récepteur KIT incitent à rechercher si les inhibiteurs de la tyrosine kinase ont une efficacité thérapeutique analogue à celle retrouvée dans les GIST ou la LMC réfractaires à la chimiothérapie [18].

Le récepteur KIT

Le proto-oncogène c-kit code pour un récepteur transmembranaire (KIT) avec une activité tyrosine kinase [3, 19]. Le ligand de KIT ou SCF (Stem Cell Factor) en se liant au domaine extra cellulaire du récepteur favorise la dimérisation et l'autophosphorylation du récepteur. La stimulation de KIT par SCF est nécessaire à la maintenance de la spermatogenèse [13]. KIT est exprimé par les cellules germinales foetales jusqu'à la douzième semaine du développement embryonnaire.

La phosphorylation de résidus tyrosine du récepteur induit sa liaison à des sites qui contiennent les domaines SK2 de la voie PI3K (Phosphatidylinositol 3-kinase) [4, 5] et à d'autres voies de signalisation incluant MAP kinase (Mitogen-Activared Protein Kinase), STAT, RAS, JAK2 [25]. PI3K forme une famille d'hétérodimères composé d'une sous-unité catalytique p110 et d'une sous-unité régulatrice qui existe sous sa forme active p 85. La voie PI3K est activée par KIT et son ligand et des cytokines qui stimulent des récepteurs ayant une activité tyrosine kinase intrinsèque. Ils recrutent directement la sous-unité régulatrice p85 de PI3K.PI3K médie ses effets par l'intermédiaire de AKT dont la phosphorylation est un élément essentiel de son activation puis de FRAP/mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) . FRAP/mTOR augmente la translation de l'ARNm de HIF-1a en protéine qui agit sur l'expression de gènes cibles : VEGF, IGF-2, des enzymes glycolytiques et des transporteurs de glucose. Le gène VEGF code pour le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) qui est requis dans l'angiogénèse tumorale. Le gène IGF-2 code pour un facteur de croissance qui accroït la survie des cellules tumorales .La modulation de la voie PI3K/AKT est importante pour la mitose car le passage de G2 vers la mitose nécessite la réduction de PI3-kinase [2]. L'activation de la voie PI3K inhibe les mécanismes d'apoptose dans les cellules tumorales.

Figure 1 : Régulation de la synthèse de HIF-1a.

Expression de KIT

L'expression de KIT est caractéristique des séminomes et n'est pas retrouvée dans les tumeurs non séminomateuses. Izquierdo et al [11] ont mis en évidence une expression de KIT dans 28 des 28 séminomes étudiés et Sakuma [17] dans 34 séminomes ou composante séminomateuse de tumeurs mixtes.

Mutations du gène c-kit :

La fréquence et la localisation des mutations du gène c-kit ont été étudiées dans 2 études. Parmi 34 séminomes étudiés, Sakuma [16] a trouvé une mutation de l'exon 11 (W557R) et 3 mutations de l'exon 17 (816H,816V) du gène c-kit dans 4 séminomes purs (11,8%). Il n'y avait pas de différence significative entre les caractéristiques anatomocliniques, Ki67, l'index apoptotique , la taille de la tumeur et l'âge des patients entre les tumeurs avec et sans mutation. Les mutations observées sont semblables à celles qui sont retrouvées dans les GIST (W557R) et la mastocytose. Heinrich [7]a aussi retrouvé une mutation de l'exon 17 (816H) dans 25% des séminomes purs (10/40). L'expression immunohistochimique du SCF n'était pas mise en évidence par Sakuma [17] dans le séminome ou la composante seminomateuse des tumeurs mixtes, alors que Broxmeyer [6] a mis en évidence une expression de SCF chez 7 des 9 patients qu'ils ont étudiés.

Plus récemment, Kemmer [10] a étudié l'expression de KIT chez 54 séminomes purs par immunohistochimie. Celle-ci était observée chez 82% des tumeurs et une mutation de l'exon 17 du gène c-kit chez 13 des 54 séminomes examinés (24,1%) incluant une mutation D816 H (3cas), D816V (6 cas), une mutation Y823 (2 cas), une mutation Y813C (1 cas) et une mutation 822K (1 cas). Seules ces deux dernières mutations qui induisaient une activité tyrosine kinase indépendante de SCF étaient sensibles à imatinib mesylate. L'examen du gène c-kit fut aussi étudié dans 20 séminomes sans mutation de l'exon 17. Aucune mutation de l'exon 9,11,13 habituellement retrouvées dans les GIST n'étaient observées.L'analyse de l'expression de PI3K, AKT , MAP kinase et STAT 3 ne montrait pas de différence dans leur expression et leur activation entre les tumeurs c-kit muté et non muté. Mais seules les mutations de c-kit activent la voie d'activation PI3K [20] sans recourir à son ligand. Dans les formes non mutées, KIT est activé par son ligand ou par d'autres mécanismes [25].

Activite tyrosine kinase du recepteur

La tyrosine kinase de KIT est activée par des mutations de différents exons du gène c-kit indépendamment de son ligand. Dans les GIST sporadiques, les mutations de c-kit ont été trouvées dans l'exon 11 codant pour le domaine juxtamembranaire intra-cellulaire du récepteur dans 50-77% des cas. Les mutants de l'exon 9 codent pour une région localisée dans le domaine extracellulaire et sont retrouvées dans 3-18% des GIST et quelques tumeurs ont une mutation de l'exon 13 et 17 codant la partie intra cellulaire du récepteur [1].Imatinib mesylate, est hautement actif dans les GIST métastatiques ou non résécables. Pour les GIST avec mutations de l'exon 11, le taux de réponse est supérieur à 72% ; il est de 32% avec les mutations de l'exon 9 et de 12% en cas de mutation de l'exon 17 [8].

Au contraire des GIST, les séminomes ont des mutations portant principalement sur l'exon 17. Dans l'étude de Kremmer, 9 des 13 mutations sont résistantes à Imatinib mesylate in vitro, 4 des séminomes mutés y sont sensibles. Les mutations D816V et D816H sont résistantes. Cette résistance est due à des changements conformationnels du récepteur qui empêchent la liaison d'imatinib mesylate. Celui-ci inhibe le domaine juxta membranaire et le domaine de liaison du récepteur alors que le domaine catalytique (exon17, codon 816) est inhibé par d'autres inhibiteurs de la tyrosine kinase comme les indolinones.

Ainsi la localisation des mutations de c-kit est liée au type de la tumeur et le type de mutation produit des différences dans la sensibilité à imatinib mesylate.

Fonction de KIT

Dans l'ontogénèse des tumeurs germinales du testicule, les séminomes et les tumeurs germinales non séminomateuses (TGNS) proviennent d'une cellule germinale commune. Les séminomes se séparent rapidement de la voie de différenciation des TGNS. Les mutations de c-kit étant spécifiques des séminomes, Kemmer [10] suggère que KIT est un marqueur de la différenciation cellulaire qui ne joue pas un rôle central dans l'initiation ou la progression des séminomes. Cependant dans les séminomes atypiques qui sont très indifférenciés, l'expression de KIT est diminuée par rapport aux séminomes purs (56 versus 97%) [20]. Ces tumeurs sont plus agressives avec des stades plus avancés. De même, pour Izquierdo et al [11], la diminution de l'expression de KIT est une étape critique dans la progression vers une tumeur non séminomateuse plus agressive.

Expression de KIT et facteurs pronostiques du seminome

Les facteurs prédictifs de la récidive ganglionnaire lombo-aortique ont été étudiés dans plusieurs études de surveillance du séminome stade I clinique [10, 22, 23]. Le Danish Testicular Carcinoma Study Group (DATECA) [10] fut le premier à souligner l'importance de la taille de la tumeur primitive. Dans cette étude, une analyse multivariable identifiait la taille de la tumeur primitive comme le seul facteur prédictif de récidive statistiquement significatif. Dans la série du Princess Margaret Hospital (PMH) [22], l'analyse multivariable identifiait l'âge et la taille de la tumeur comme des facteurs pronostiques. Dans la série du RMH [20], le seul facteur prédictif significatif était la présence d'un envahissement vasculaire et/ou lymphatique.Plus récemment, Warde [24] a analysé les données obtenues du PMH, du DATECA, du RMH regroupant 638 patients. Ils identifièrent la taille de la tumeur et l'envahissement du rete testis comme les facteurs pronostiques importants de la rechute chez les patients Stade I. Les patients avec une tumeur > 4 cm et un envahissement du rete testis ont 3,4 fois plus de chances de rechuter que les patients sans ces facteurs pronostiques. Ces résultats permettent de sélectionner les patients susceptibles d'être surveillés ou de recevoir un traitement adjuvant. Cependant, Shakuma [16] a montré que la présence de mutations du gène c-kit est indépendante de la taille de la tumeur. La perte d'expression de KIT est associée à une plus grande agressivité [21]. La détermination de KIT et à fortiori de la taille de la tumeur > 4 cm avec envahissement du rete testis sélectionneraient les patients susceptibles d'avoir une évolution plus agressive et d'être traités par chimiothérapie.

Implications therapeutiques

L'expression de KIT déterminé par immunohistochimie n'implique pas nécessairement l'activation de la tyrosine kinase ou la mutation du gène c-kit. De plus, la présence de mutations du gène c-kit n'implique pas obligatoirement la sensibilité imatinib mesylate dans les études pré cliniques rapportées dans les séminomes. Une alternative thérapeutique à l'inhibition de la tyrosine kinase de KIT consiste à inhiber des voies de signalisation en aval du récepteur. Ainsi l'inhibition de PI3K/AKT peut bloquer la croissance des séminomes mutés ou qui sont sans mutation de l'exon 17. L'inhibition de PI3K/AKT par LY294002 bloque la croissance tumorale , induit l'apoptose et augmente la sensibilité des cellules tumorales à la chimiothérapie [14]. Imatinib mesylate et les inhibiteurs de PI3-K seraient utiles dans les séminomes avancés réfractaires à la chimiothérapie. D'autres récepteurs comme PDGFR a (Platelet-Derived-growth-Factor-Receptor-alpha) ont une activité tyrosine kinase qui est inhibée par imatinib mesylate. PDGFR est présent dans les GIST c-kit non muté [9], et rendraient possible la réponse à imatinib mesylate ou à un autre inhibiteur de tyrosine kinase si PDGFR était mis en évidence dans les séminomes.

Madani [15] a montré que les tumeurs germinales réfractaires à la chimiothérapie exprimaient KIT. Dans les séminomes avancés métastatiques réfractaires à la chimiothérapie, un essai du CALGB (Cancer Leukemia Group B) est en cours pour tester l'efficacité du Glivec. De même, dans les séminomes avec une atteinte ganglionnaire rétropéritonéale limitée, un inhibiteur de tyrosine kinase pourrait être administré avant la radiothérapie [9]. S'il s'avérait efficace, un essai thérapeutique pourrait être envisagé dans les séminomes de stade I à haut risque de rechute ganglionnaire lombo aortique selon la définition de Warde [24] avec une mutation de c-kit sensible à imatinib mesylate. Cela éviterait l'irradiation lomboaortique dont le risque potentiel de seconde tumeur n'est pas négligeable chez les sujets jeunes.

Conclusion

Dans les cancers du testicule, l'apport de la biologie moléculaire permet d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques [16]. Des mutations de l'exon 17 du gène c-kit sont retrouvées chez 11,8-24,1% des séminomes purs. La sensibilité d'un séminome à un inhibiteur de la tyrosine kinase de KIT dépend du type de mutation et du site d 'action de cet inhibiteur. L'activation de KIT en l'absence de son ligand rend possible un traitement par Imatinib mésylate ou d'un autre inhibiteur comme les imidolones.

La perte d'expression de KIT est associée à une évolution plus agressive et/ou à la progression vers une forme non séminomateuse.

L'expression de KIT a été associée aux tumeurs germinales réfractaires à la chimiothérapie.Un essai du CALGB est en cours pour tester le Glivec dans les formes métastatiques réfractaires à la chimiothérapie. De même, le Glivec pourrait être étudié comme traitement adjuvant dans les séminomes stade I à haut risque de rechute selon les critères de Warde [24] avec c-kit muté pour éviter le risque potentiel de seconde tumeur lié à la radiothérapie lombo-aortique.

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